Clase ráices y Tubérculos 3

Aspectos Fisiológicos Relevantes de las Raíces y Tubérculos

Universidad Central de VenezuelaFacultad de Agronomía

Cátedra de Raíces y Tubérculos

Profa. Petra Madriz

Maracay, 2010

Batata (Ipomoea batatas)Fases de Desarrollo

Fase 1. (49 – 56 ddp)

Fase 2. (56 – 100 ddp)

Fase 3. (100 – 150 ddp)

- No debe haber déficit hídrico.- IAF < 1.- 4ta y 5ta semana inicia tuberización.

- Humedad adecuada.- IAF 1 – 4 > 4 detrimental-Raíces desarrollan 90% de longitud y 60% de diámetro.

- > Crecimiento parte radical.- IAF comienza a disminuir.- Fase de mayor acumulación. Fuente - Sumidero

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

0 67 111 153

Días después de la plantación

Mat

eria

sec

a (g

/pla

nta

)

Guías

Batatas

Figura: Tres fases del crecimiento de las guías y batatas (adaptado de Scott)

ELEMENTO

NUTRITIVO

Parte de la planta

Primer período

61 días

Segundo período

61 días

Total a los 122 días

NITRÓGENO Guías

Raíces

Total

42,7

12,0

54,7

12,0

46,7

58,7

54,7

58,7

113,4

FÓSFORO

(P2O5)

Guías

Raíces

Total

9,8

4,2

14,0

5,1

24,4

29,5

14,9

28,6

43,5

POTASIO

(K2O)

Guías

Raíces

Total

75,7

42,7

118,4

16,8

95,6

112,4

42,5

138,3

230,8

CALCIO

CaO)

Guías

Raíces

Total

14,0

1,1

15,1

13,1

5,4

18,5

27,1

6,5

33,6

MAGNESIO

(MgO)

Guías

Raíces

Total

5,9

0,7

6,6

1,0

5,6

6,6

6,9

6,3

13,2

Cuadro 1. Elementos minerales presentes en guías y raíces de batatas (kg/ha) en dos períodos de crecimiento

Captación de luz solar es afectada por:

1.- Limitada superficie foliar.1.1. Desde plantación hasta cierre del cultivo.1.2. Desde senescencia del follaje a la cosecha.1.3. En capas inferiores IAF > 3.

2.- Distribución de sustancias elaboradas

2.1. Excesivo follaje.2.2. Proporción de acumulación.

3.- Ineficiencia de conservación de energía solar.

7 % de energía disponible por fotosíntesis

Carbohidratos

1,6 % en las raíces tuberosas

Batata

Fotosíntesis Tuberización

Puntos aéreos de crecimiento, yemas.

HojasFotosíntesis

Glucosa + Sacarosa Raíces Tuberosas

Glucosa

MaltosaDextrinaAlmidón

Ocumo Común (Xanthosoma sagittifolium)Estructuras de reserva: cormo y rizomas

Fases de Desarrollo del Cultivo- Fase de Establecimiento (0 – 3 meses)

- Lento crecimiento de parte aérea.

- Formación y crecimiento del sistema radical.

Parte Aérea (Sumidero)

Parte Subterránea (Fuente)

- Fase de desarrollo (3 – 6 meses)

- Máximo desarrollo follaje 5 hojas- IAF = 4 (5 – 6 meses)

- Fase de Maduración hasta la Cosecha (6 – 12 meses)

- Disminuye peso de parte aérea e IAF.- Máximo desarrollo de rizomas.

… Ocumo Común (Xanthosoma sagittifolium)Estructuras de reserva: cormo y rizoma

… Fases de Desarrollo del Cultivo

Parte Aérea (Fuente) Fotosíntesis

Parte Subterránea (Sumidero) Acumulación

Ocumo chino o taro

Ñame (Dioscorea spp)1. Fase de crecimiento tallo y raíces.2. Fase desarrollo follaje. 3. Fase incremento de raíces reservantes.4. Latencia.

Brotes de ñame

Apio Criollo (Arracacia Xanthorrhiza)

Planta herbácea de 4 – 10 raíces.Raíces blancas, amarillas y púrpuras.No soporta temperaturas < 10 ºC como papa.Madurez – amarillamiento del follaje.Altitudes > 1500 m.s.n.m. y fotoperíodo corto para engrosar raíces.

Papa (Solanum tuberosum)

Pasado Presente Futuro

Respuesta a Fotoperíodo y Latitud

- Especie y Variedades

Parte Aérea 12 - > 14 horas luzParte Tubérculos < 14 horas luz

Día Corto

S. tuberosum Tuberización Temprana.S. andigena Tuberización adecuada.

Día Largo

S. tuberosum Tuberización Tardía.S. andigena Crecimiento se alarga. Alta floración. Poca tuberización.

… Respuesta a Fotoperíodo y Latitud

Temperatura

- Brotación Tubérculo

Día Corto y Bajas TemperaturasEstimulan iniciación de tuberización.Temp. Nocturnas bajas más efectivas que Temp. diurnas bajas.

Día Largo y Altas Temperaturas

< Formación de tubérculos.

- Almacenamiento

- Desarrollo Cultivo

5 – 16 ºC máx. 14 – 16 ºC

18 – 25 ºC

Día Corto y Altas Temperaturas

En Variedades de ciclo corto, el inicio y desarrollo detubérculos es más temprano que en las de ciclo largo.

> 37 ºC afecta fotosíntesis por > respiración

< 10 ºC. Altas temp. Envejecimiento

Condiciones frescas permiten buen crecimiento, desarrollo y producción del cultivo.

Zonas altas de las cordilleras son las condiciones más adecuadas para el cultivo.

… Papa

Respiración Oxigenación y producción de CO2

Fotosíntesis

Estomas abiertos de continuo

Fotosíntesis Carbohidratos Respiración

Formación y crecimientode hojas, tallos, flores, tubérculos y raíces

> Temperatura Acelera la Respiración

Planta de papa De día Foto respiraDe noche respira

> 30 ºC > Respiración < Fotosíntesis neta

Ejemplo:

Hojas jóvenes captan > luz solar que viejas

Hojas jóvenes > respiración que viejas

Producen < materia seca

Temperatura 20 – 25 ºC día 10 – 12 ºC noche

25 – 30 % carbohidratos producidos son respirados.

… Papa

Fases de desarrollo de papa… Papa

Máximos rendimientos Máxima fotosíntesis neta diaria en tiempo prolongado

… Papa

Cuadro 4. Momentos de requerimientos hídricos y de fertilizante del cultivo de papa, en la finca La Emilia, en Chirgua, estado Carabobo, 2009.

Tiempo Días dp 12 20 30 40 50 60 70 80 90

Etapas del cultivo

Periodo vegetativo

Pre-Floración

Floración Frutos y Desarrollo de tubérculos

MaduraciónDe tubérculos

Necesidades hídricas

Media Alta Media a baja

Periodo críticos al déficit de humedad

***********************

Demanda de fertilizante

Control de malezas, plagas y enfermedades.

Fuente: Aldazora, 2009.

Se busca:

- Humedad adecuada.

- Temperaturas diurnas: 18 – 25 ºC nocturnas: < 15 ºC

- Alta densidad y/o cultivares ciclo corto.

- Índice de cosecha: 0,75 – 0,8.

… Papa

Factores que inciden en el rendimiento comercial del tubérculo

… Papa

Yuca (Manihot esculenta Crantz)

Características para producir en zonas donde otros cultivos no crecerían

Estaca deyuca

Brotan yemas superiores

Raíces basales y nodalesPrimeras semanas son fibrosas2 – 3 meses comienza acumulación de almidón

Hojas y Raíces

Formación de planta (4 fases)

IAF- Mayor 3 – 6 meses.- Menor > 6 meses.- Varía máximo 4 – 8

1. Brotación de las estacas.

2. Formación del sistema radical.

3. Desarrollo de tallos y hojas.

4.Engrosamiento de las raíces y acumulación del material de reserva.

… Yuca

… Yuca

Desarrollo Vegetativo

- Crecimiento de raíces

- Raíces fibrosas- 10 raíces se transforman en tuberosas y disminuye capacidad de absorción.

- Crecimiento del tallo

-Tasa de producción de nudos. 1 nudo por día a 1 nudo por semana.

-Temperaturas, fotoperíodo y periodos secos prolongados < producción de nuevos nudos.

… Yuca

Desarrollo Vegetativo

Crecimiento de las hojas y anatomía

Estructura de una hoja C3 Estructura de una hoja C4

… Yuca

Fotosíntesis neta o asimilación neta de CO2

Es la resultante de la diferencia entre la tasa de fijación de CO2 integral o total y la pérdida de CO2 por fotorrespiración.

C3 18 – 32 mol CO2 m-2 s-1

C4 32 – 47 mol CO2 m-2 s-1

Yuca 35 – 45 mol CO2 m-2 s-1

Fotosintesis

… Yuca

Fotosíntesis de la yuca en respuesta al CO2 de la cavidad subestomática comparada con la de otras especies C3 y C4.

Yuca planta C3 – C4 y/o C3 atípica

-20

0

20

40

60

80

100

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Yuca

Maíz

Soya

Concentración de CO2 (ppm) en la cavidad subestomática

Tas

a d

e fo

tosí

nte

sis

mo

l CO

2 m

-2 s

-1

… Yuca

Características de la fotosíntesis de yuca

1. La tasa de fotosíntesis máxima a nivel de hoja varía poco entre 25º y 35ºC.

2. La tasa de foto respiración C3 típicas 43 % fotosíntesis neta; YUCA 12 % de fotosíntesis neta.

3. Punto de compensación de CO2. concentración de CO2 en el cual se compensan los procesos

de fijación CO2 (fotosíntesis) con los de producción de CO2 (respiración y fotorespiración).

C3 50 – 120 ppm CO2

C4 0 – 5 ppm CO2

YUCA 25 ppm CO2 (Plantas C3 – C4)

4. El intercambio de CO2 no es de la misma magnitud a través de la epidermis superior o de la inferior.

… Yuca

Efecto de la temperatura de la hoja sobre la tasa de fotosíntesis en yuca.

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Clima Caliente Clima Frío

Temperatura de la hoja (ºC)

Tas

a d

e fo

tosí

nte

sis

mo

l CO

2 m

-2 s

-1

… Yuca

Estabilidad en el Rendimiento

- Relaciones fuente – sumidero.

- Temperatura y fotoperíodo.

- Estrés por agua.

- Se reduce área foliar.- Sistema radical disperso y profundo.- Cierre de estomas.- Reducción tasa de crecimiento.- Se favorece fotosíntesis en primeras y últimas horas

del día, cuando evapotranspiración es baja.- Se reducen cargas de calor en hojas al mediodía.- Aumenta porción de M.S. a las raíces.

IAF

Días después de la siembra

Con estrés

Sin estrés

Efectos del estrés sobre el índice de Área foliar (IAF) en yuca.

… Yuca

Estabilidad en el Rendimiento

- Relaciones fuente – sumidero.

- Temperatura y fotoperíodo.

- Estrés por agua.

- Se reduce área foliar.- Sistema radical disperso y profundo.- Cierre de estomas.- Reducción tasa de crecimiento.- Se favorece fotosíntesis en primeras y últimas

horas del día, cuando evapotranspiración es baja.- Se reducen cargas de calor en hojas al mediodía.- Aumenta porción de M.S. a las raíces.

- Suelos.

- Enfermedades y plagas.

… Yuca

Variedad Estrés Rendimiento (t/ha a los 12 meses)

CM 507-37 SIN 23,25 a

CM 507-37 CON 20,09 a

MCOL 1684 SIN 22,34 a

MCOL 1684 CON 20,21 a

Fuente: Mejía et al, 1994.

Rendimiento de raíces de dos variedades de yuca con y sin estrés hídrico.